分布式事务（Seata，XA，AT模式

已于 2024-09-27 10:17:25 修改
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分类专栏： Spring cloud 文章标签： 分布式
于 2024-08-12 10:14:41 首次发布
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分布式事务的概念：

分布式事务是指在一个分布式系统中，多个节点或服务之间为保证数据一致性而进行的事务处理。这种事务一般跨越多个数据库或微服务，需要确保所有参与的节点在事务完成时，要么共同成功（提交），要么在出现错误时共同失败（回滚）。

举个例子：

我们如果需要完成下单的操作，我们需要三个模块都操作数据库

分别是交易模块创建订单存入数据库

购物车模块清理购物车

商品服务扣减库存

我们可以设想，这三个模块都需要访问数据库，彼此之间不想单体架构的项目一样，可以用@Transactional进行控制，如果有一个服务访问数据库失败，那就会造成数据不一致的问题。

这就是分布式事务

Seata：

Seata 是一款开源的分布式事务解决方案，致力于提供高性能和简单易用的分布式事务服务。Seata 将为用户提供了 AT、TCC、SAGA 和 XA 事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案

Seata 是什么？ | Apache Seata

整体解决分布式事务的思路也很好理解：

就是找一个管理者或者说叫协调者来管理，如果哪一个分支出现了问题，就控制回滚

Seata也不例外，在Seata的事务管理中有三个重要的角色：

  • TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者：维护全局和分支事务的状态，协调全局事务提交或回滚。

  • TM (Transaction Manager) - 事务管理器：定义全局事务的范围、开始全局事务、提交或回滚全局事务。

  • RM (Resource Manager) - 资源管理器：管理分支事务，与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态，并驱动分支事务提交或回滚。

其中，TM和RM可以理解为Seata的客户端部分，引入到参与事务的微服务依赖中即可。将来TM和RM就会协助微服务，实现本地分支事务与TC之间交互，实现事务的提交或回滚。

而TC服务则是事务协调中心，是一个独立的微服务，需要单独部署。

换句话就是，这个TM和RM在代码中可以实现

这个TC是另一个模块，需要我们单独部署

docker部署TC服务：

1.准备数据库表：

Seata支持多种存储模式，但考虑到持久化的需要，我们一般选择基于数据库存储。执行课前资料提供的《seata-tc.sql》，导入数据库表：

2.准备配置文件：

重点来看一下application.yml文件：

我们需要把这个seata的服务注册到nacos里去，所以，这里的ip地址得改成我们自己的

因为我们这里做的是持久化处理，所以我们需要配置数据库的信息。

3：docker部署：

拉取seata

docker pull seataio/seata-server:1.5.2

在容器中运行seata：

docker run --name seata \
-p 8099:8099 \
-p 7099:7099 \
-e SEATA_IP=IP地址 \
-v ./seata:/seata-server/resources \
--privileged=true \
-d \
seataio/seata-server:1.5.2
seata的两个端口：(服务器和宝塔都要开）

7099：TM (Transaction Manager) 服务器的默认端口

8099：TC (Transaction Coordinator) 服务器的默认端口

用命令检查一下启动了就完事了。 

本地windows电脑部署TC服务：

首先需要去官网下载window版本的压缩包：Releases · apache/incubator-seata (github.com)

这里的版本最好需要和SpringCloud进行统一：

其实我这个用了别人的图，我下的是seata1.6

1:修改seata/conf/application.yml中的配置 ：

主要是两个部分

1：在文件中配置nacos信息，相当于把seata注册到nacos

2：配置seata持久化，主要就是要指定一个db的信息

#  Copyright 1999-2019 Seata.io Group.
#
#  Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
#  you may not use this file except in compliance with the License.
#  You may obtain a copy of the License at
#
#  http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
#  Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
#  distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
#  WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
#  See the License for the specific language governing permissions and
#  limitations under the License.

server:
  port: 7091

spring:
  application:
    name: seata-server

logging:
  config: classpath:logback-spring.xml
  file:
    path: ${user.home}/logs/seata
  # extend:
  #   logstash-appender:
  #     destination: 127.0.0.1:4560
  #   kafka-appender:
  #     bootstrap-servers: 127.0.0.1:9092
  #     topic: logback_to_logstash

console:
  user:
    username: seata
    password: seata

seata:
  config:
    # support: nacos, consul, apollo, zk, etcd3
    type: file
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      group : "DEFAULT_GROUP"
      namespace: ""
      dataId: "seataServer.properties"
      username: "nacos"
      password: "nacos"
  registry:
    # support: nacos, eureka, redis, zk, consul, etcd3, sofa
    type: nacos
    nacos:
      application: seata-server
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      group : "DEFAULT_GROUP"
      namespace: ""
      username: "nacos"
      password: "nacos"
#  server:
#    service-port: 8091 #If not configured, the default is '${server.port} + 1000'
  security:
    secretKey: SeataSecretKey0c382ef121d778043159209298fd40bf3850a017
    tokenValidityInMilliseconds: 1800000
    ignore:
      urls: /,/**/*.css,/**/*.js,/**/*.html,/**/*.map,/**/*.svg,/**/*.png,/**/*.ico,/console-fe/public/**,/api/v1/auth/login
  store:
    # support: file 、 db 、 redis
    mode: db
    session:
      mode: db
    lock:
      mode: db
    db:
      datasource: druid
      db-type: mysql
      driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
      url: jdbc:mysql://localhost:3306/seata?rewriteBatchedStatements=true&serverTimezone=UTC
      user: root
      password: 123456
      min-conn: 10
      max-conn: 100
      global-table: global_table
      branch-table: branch_table
      lock-table: lock_table
      distributed-lock-table: distributed_lock
      query-limit: 1000
      max-wait: 5000

主要的修改部分就是seata下的config和registry

并且在最后有个store指定自己的数据库

2:seataServer.properties 是针对 Seata 事务的深层次配置，并且也需要注册到nacos中

这个可以再把client.tm.defaultGlobalTransactionTimeout=259200这个持久化原来是60s，改成3天，搞长一点时间

transport.type=TCP
transport.server=NIO
transport.heartbeat=true
transport.enableClientBatchSendRequest=false
transport.threadFactory.bossThreadPrefix=NettyBoss
transport.threadFactory.workerThreadPrefix=NettyServerNIOWorker
transport.threadFactory.serverExecutorThreadPrefix=NettyServerBizHandler
transport.threadFactory.shareBossWorker=false
transport.threadFactory.clientSelectorThreadPrefix=NettyClientSelector
transport.threadFactory.clientSelectorThreadSize=1
transport.threadFactory.clientWorkerThreadPrefix=NettyClientWorkerThread
transport.threadFactory.bossThreadSize=1
transport.threadFactory.workerThreadSize=default
transport.shutdown.wait=3
service.vgroupMapping.my_tx_group=default
service.default.grouplist=127.0.0.1:8091
service.enableDegrade=false
service.disableGlobalTransaction=false
client.rm.asyncCommitBufferLimit=10000
client.rm.lock.retryInterval=10
client.rm.lock.retryTimes=30
client.rm.lock.retryPolicyBranchRollbackOnConflict=true
client.rm.reportRetryCount=5
client.rm.tableMetaCheckEnable=false
client.rm.tableMetaCheckerInterval=60000
client.rm.sqlParserType=druid
client.rm.reportSuccessEnable=false
client.rm.sagaBranchRegisterEnable=false
client.tm.commitRetryCount=5
client.tm.rollbackRetryCount=5
client.tm.defaultGlobalTransactionTimeout=259200
client.tm.degradeCheck=false
client.tm.degradeCheckAllowTimes=10
client.tm.degradeCheckPeriod=2000
store.mode=db
store.publicKey=
store.file.dir=file_store/data
store.file.maxBranchSessionSize=16384
store.file.maxGlobalSessionSize=512
store.file.fileWriteBufferCacheSize=16384
store.file.flushDiskMode=async
store.file.sessionReloadReadSize=100
store.db.datasource=druid
store.db.dbType=mysql
store.db.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
store.db.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/seata?useUnicode=true
store.db.user=root
store.db.password=123456
store.db.minConn=5
store.db.maxConn=30
store.db.globalTable=global_table
store.db.branchTable=branch_table
store.db.queryLimit=100
store.db.lockTable=lock_table
store.db.maxWait=5000
store.redis.mode=single
store.redis.single.host=127.0.0.1
store.redis.single.port=6379
store.redis.maxConn=10
store.redis.minConn=1
store.redis.maxTotal=100
store.redis.database=0
store.redis.password=
store.redis.queryLimit=100
server.recovery.committingRetryPeriod=1000
server.recovery.asynCommittingRetryPeriod=1000
server.recovery.rollbackingRetryPeriod=1000
server.recovery.timeoutRetryPeriod=1000
server.maxCommitRetryTimeout=-1
server.maxRollbackRetryTimeout=-1
server.rollbackRetryTimeoutUnlockEnable=false
client.undo.dataValidation=true
client.undo.logSerialization=jackson
client.undo.onlyCareUpdateColumns=true
server.undo.logSaveDays=7
server.undo.logDeletePeriod=86400000
client.undo.logTable=undo_log
client.undo.compress.enable=true
client.undo.compress.type=zip
client.undo.compress.threshold=64k
log.exceptionRate=100
transport.serialization=seata
transport.compressor=none
metrics.enabled=false
metrics.registryType=compact
metrics.exporterList=prometheus
metrics.exporterPrometheusPort=9898

service.vgroupMapping.my_tx_group=default 

这个还蛮重要的，需要和下一段共享seata配置的相同

seata:
  registry: # TC服务注册中心的配置，微服务根据这些信息去注册中心获取tc服务地址
    type: nacos # 注册中心类型 nacos
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848 # nacos地址
      namespace: "" # namespace，默认为空
      group: DEFAULT_GROUP # 分组，默认是DEFAULT_GROUP
      application: seata-server # seata服务名称
      username: nacos
      password: nacos
  config: #配置中心，从nacos获取配置
    type: nacos
    nacos:
      server-addr: 127.0.0.1:8848 #nacos地址
      group: DEFAULT_GROUP
      data-id: seataServer.properties
  tx-service-group: my_tx_group # 事务组名称
  service:
    vgroup-mapping: # 事务组与tc集群的映射关系
      hmall: "default"
  data-source-proxy-mode: AT

这个是nacos中的seata共享配置：

这里的事务组名称就要和刚刚指定的相同

3：根据sql脚本，创建数据库seata 和在对应项目的数据库中创建undo_log  

seata数据库脚本

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `seata`;
USE `seata`;


CREATE TABLE IF NOT EXISTS `global_table`
(
    `xid`                       VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`            BIGINT,
    `status`                    TINYINT      NOT NULL,
    `application_id`            VARCHAR(32),
    `transaction_service_group` VARCHAR(32),
    `transaction_name`          VARCHAR(128),
    `timeout`                   INT,
    `begin_time`                BIGINT,
    `application_data`          VARCHAR(2000),
    `gmt_create`                DATETIME,
    `gmt_modified`              DATETIME,
    PRIMARY KEY (`xid`),
    KEY `idx_status_gmt_modified` (`status` , `gmt_modified`),
    KEY `idx_transaction_id` (`transaction_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;


CREATE TABLE IF NOT EXISTS `branch_table`
(
    `branch_id`         BIGINT       NOT NULL,
    `xid`               VARCHAR(128) NOT NULL,
    `transaction_id`    BIGINT,
    `resource_group_id` VARCHAR(32),
    `resource_id`       VARCHAR(256),
    `branch_type`       VARCHAR(8),
    `status`            TINYINT,
    `client_id`         VARCHAR(64),
    `application_data`  VARCHAR(2000),
    `gmt_create`        DATETIME(6),
    `gmt_modified`      DATETIME(6),
    PRIMARY KEY (`branch_id`),
    KEY `idx_xid` (`xid`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;


CREATE TABLE IF NOT EXISTS `lock_table`
(
    `row_key`        VARCHAR(128) NOT NULL,
    `xid`            VARCHAR(128),
    `transaction_id` BIGINT,
    `branch_id`      BIGINT       NOT NULL,
    `resource_id`    VARCHAR(256),
    `table_name`     VARCHAR(32),
    `pk`             VARCHAR(36),
    `status`         TINYINT      NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '0:locked ,1:rollbacking',
    `gmt_create`     DATETIME,
    `gmt_modified`   DATETIME,
    PRIMARY KEY (`row_key`),
    KEY `idx_status` (`status`),
    KEY `idx_branch_id` (`branch_id`),
    KEY `idx_xid_and_branch_id` (`xid` , `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `distributed_lock`
(
    `lock_key`       CHAR(20) NOT NULL,
    `lock_value`     VARCHAR(20) NOT NULL,
    `expire`         BIGINT,
    primary key (`lock_key`)
) ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4;

INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('AsyncCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryCommitting', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('RetryRollbacking', ' ', 0);
INSERT INTO `distributed_lock` (lock_key, lock_value, expire) VALUES ('TxTimeoutCheck', ' ', 0);

undo_log脚本

-- for AT mode you must to init this sql for you business database. the seata server not need it.
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `undo_log`
(
    `branch_id`     BIGINT       NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
    `xid`           VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
    `context`       VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
    `rollback_info` LONGBLOB     NOT NULL COMMENT 'rollback info',
    `log_status`    INT(11)      NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
    `log_created`   DATETIME(6)  NOT NULL COMMENT 'create datetime',
    `log_modified`  DATETIME(6)  NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
    UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`, `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  AUTO_INCREMENT = 1
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4 COMMENT ='AT transaction mode undo table';

这里事务如果有问题，发生了回滚，这里就会有记录，并且我们在上面已经把过期时间调整成了3天，这样就可以保留的久一点

4:接着就是下面的步骤了，导入依赖，根据自己的业务逻辑打上注解即可

在微服务项目中集成seata：

 导依赖：

<!--统一配置管理-->
  <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-config</artifactId>
  </dependency>
  <!--读取bootstrap文件-->
  <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-bootstrap</artifactId>
  </dependency>
  <!--seata-->
  <dependency>
      <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-seata</artifactId>
  </dependency>

改造配置并在nacos中共享：

seata:
  registry: # TC服务注册中心的配置，微服务根据这些信息去注册中心获取tc服务地址
    type: nacos # 注册中心类型 nacos
    nacos:
      server-addr: IP地址:8848 # nacos地址
      namespace: "" # namespace，默认为空
      group: DEFAULT_GROUP # 分组，默认是DEFAULT_GROUP
      application: seata-server # seata服务名称
      username: nacos
      password: nacos
  tx-service-group: hmall # 事务组名称
  service:
    vgroup-mapping: # 事务组与tc集群的映射关系
      hmall: "default"
  data-source-proxy-mode: AT

 微服务项目中bootstrap.yaml配置

spring:
  application:
    name: cart-service # 服务名称
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      server-addr: IP地址 # nacos地址
      config:
        file-extension: yaml # 文件后缀名
        shared-configs: # 共享配置
          - dataId: shared.jdbc.yaml # 共享mybatis配置
          - dataId: shared.logging.yaml # 共享日志配置
          - dataId: shared.swagger.yaml # 共享日志配置
          - dataId: shared_seata.yaml # 共享seata配置

application.yaml

hm:
  swagger:
    title: 黑马商城购物车接口文档
    desc: "黑马商城购物车接口文档"
    package: com.hmall.cartservice.controller
  db:
    database: hm-cart

@GlobalTransactional注解：

在自己的分布式事务的入口加入@GlobalTransactional注解，并且在其它微服务模块中的对应方法加上@Transactional。

 

知道了怎么使用，我们需要来研究一下具体的流程

XA模式：

我们先来看个图：

具体的流程有点复杂：

总结起来就是两个阶段

第一个阶段：

  1. RM注册自己的事务到TC
  2. RM执行自己的sql但是不提交
  3. RM执行完了（或者没执行完出问题）报告事务状态给TC

第二个阶段：

  1. TC检查事务的状态
  2. RM接收TC指令判断是否提交或者回滚

看了这个流程之后，我们也可以得出，这个XA是很稳妥的方式

RM自己的sql执行完了不提交，只有所有事务都成功了才提交，很稳不会有什么问题

但是：同时也浪费性能，RM执行之后不提交就一直等着，其它服务也无法使用，这也是这个模式的缺陷。

实现步骤：

seata:
  data-source-proxy-mode: XA

在配置文件中指定模式即可。非常easy 

AT模式：

我们看到AT模式和XA模式最大的不同就是

RM执行完自己的sql之后就会直接提交，不会等全部做完再提交

欸，那问题来了，如果数据出错了呢

解决办法就是在自己提交之前保存一个undolog快照

如果提交失败，就将快照里面的数据存回来。

阶段一RM的工作：

  • 注册分支事务

  • 记录undo-log（数据快照）

  • 执行业务sql并提交

  • 报告事务状态

阶段二提交时RM的工作：

  • 删除undo-log即可

阶段二回滚时RM的工作：

  • 根据undo-log恢复数据到更新前

实现步骤：

从上面的流程中我们也能得知

AT模式需要保存一个快照，这个就得保存在数据库中了：

-- for AT mode you must to init this sql for you business database. the seata server not need it.
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `undo_log`
(
    `branch_id`     BIGINT       NOT NULL COMMENT 'branch transaction id',
    `xid`           VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'global transaction id',
    `context`       VARCHAR(128) NOT NULL COMMENT 'undo_log context,such as serialization',
    `rollback_info` LONGBLOB     NOT NULL COMMENT 'rollback info',
    `log_status`    INT(11)      NOT NULL COMMENT '0:normal status,1:defense status',
    `log_created`   DATETIME(6)  NOT NULL COMMENT 'create datetime',
    `log_modified`  DATETIME(6)  NOT NULL COMMENT 'modify datetime',
    UNIQUE KEY `ux_undo_log` (`xid`, `branch_id`)
) ENGINE = InnoDB
  AUTO_INCREMENT = 1
  DEFAULT CHARSET = utf8mb4 COMMENT ='AT transaction mode undo table';

这个表我们需要在那个数据库中执行？

这个快照是针对我们每一个微服务模块的，所以我们是不是得每个数据库都得保存，或者，如果项目比较大，一个微服务对应一个mysql实例，那我们就得在每个mysql实例中保存。

2.5.3.AT与XA的区别

简述AT模式与XA模式最大的区别是什么？

  • XA模式一阶段不提交事务，锁定资源；AT模式一阶段直接提交，不锁定资源。

  • XA模式依赖数据库机制实现回滚；AT模式利用数据快照实现数据回滚。

  • XA模式强一致；AT模式最终一致

可见，AT模式使用起来更加简单，无业务侵入，性能更好。因此企业90%的分布式事务都可以用AT模式来解决。

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